Un traductor piezoelectric este un dispozitiv care transformă un tip de energie în altul profitând de proprietățile piezoelectrice ale anumitor cristale sau ale altor materiale. Atunci când un material piezoelectric este supus solicitării sau forței, generează un potențial electric sau o tensiune proporțională cu mărimea forței. Acest lucru face ca acest tip de traductor să fie ideal ca convertor de energie mecanică sau forță în potențial electric.
Sensibilitatea ridicată a traductoarelor piezoelectrice le face utile în microfoane, unde transformă presiunea sonoră în tensiune electrică, în balanțe de precizie, în accelerometre și detectoare de mișcare și ca generatoare și detectoare de ultrasunete. Ele sunt, de asemenea, utilizate în testele nedistructive, în generarea de tensiuni înalte și în multe alte aplicații care necesită detectarea precisă a mișcării sau a forței.
Efectul piezoelectric funcționează, de asemenea, în sens invers, prin aceea că o tensiune aplicată unui material piezoelectric va face ca acel material să se îndoaie, să se întindă sau să se deformeze în alt mod. Această deformare este de obicei foarte ușoară și proporțională cu tensiunea aplicată și astfel efectul invers oferă o metodă de mișcare de precizie pe micro scară. Prin urmare, un traductor poate fi folosit ca dispozitiv de acționare pentru reglarea exactă a instrumentelor optice fine, laserelor și microscoapelor cu forță atomică.
Aceste dispozitive pot fi folosite atât ca senzori, cât și ca dispozitive de acționare, deci sunt denumite traductoare, un termen aplicat oricărui dispozitiv care poate converti o formă de energie în alta. Ca urmare, atât senzorii piezoelectrici, cât și actuatorii piezoelectrici se încadrează în această rubrică. Senzorul transformă energia mecanică în potențial electric, iar actuatorul transformă energia electrică în forță sau mișcare mecanică.
Tensiunea generată de traductoarele piezoelectrice poate fi destul de mare, de multe ori de mii de volți, dar este scurtă, apărând doar atunci când materialul este inițial deformat. Acest lucru le face utile la brichetele electronice și la aprinderea cu buton pentru sozele pe gaz și grătare. În aceste aplicații, apăsarea unui buton activează un ciocan mic, încărcat cu arc, care lovește un material piezoelectric și generează o tensiune suficientă pentru a provoca un arc electric să sară între electrozii expuși ai aprinderii.
Considerată inițial a fi o proprietate numai a unor anumite tipuri de cristale, cum ar fi cuarțul și topazul, progresele în știința materialelor au dus la crearea de polimeri și ceramică care prezintă, de asemenea, proprietăți piezoelectrice. De fapt, cel mai comun material piezoelectric utilizat în prezent este titanatul de zirconat de plumb din ceramică artificial, cunoscut sub numele de PZT. Acest material are capacitatea de a furniza de două ori tensiunea cuarțului sub o forță dată.
Aceste traductoare sunt simple, fiabile și foarte robuste și, prin urmare, sunt utilizate pe scară largă în industrie, medicină și munca aerospațială. Ele nu sunt afectate de câmpurile electromagnetice externe și, prin urmare, pot fi utilizate în aplicații în care senzorii electronici ar eșua. Ele sunt stabile într-o gamă largă de temperaturi, dar pot fi afectate de utilizare îndelungată la temperaturi ridicate.